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      柔韌防腐涂料

      腐蝕機理


      造成鋼筋混凝土建筑物破壞的主要原因有:① 氯離子侵蝕,② 中性化,③ 凍害,④ 鋼筋銹蝕等。

      1.氯離子侵蝕

      氯離子對鋼筋混凝土的侵蝕主要體現在以下五個方面:

      ① 破壞鋼筋鈍化膜

      水泥水化所形成的高堿性環境(pH≥12.6),使混凝土內的鋼筋表面產生一層致密鈍化膜。然而,鈍化膜只有在高堿性環境中才是穩定的,研究和實踐表明,當pH<11.5時(臨界值),鈍化膜就開始不穩定;當pH<9.88時,鈍化膜生成困難或已經生成的鈍化膜逐漸破壞。氯離子進入混凝土中并到達鋼筋表面,當它吸附于局部鈍化膜時,可使該處的pH值迅速降低。

      ② 形成“腐蝕電池”

      氯離子對鋼筋表面鈍化膜的破壞首先發生在局部(點),使這些部位(點)露出了鐵基體,與尚完好的鈍化膜區域之間構成電位差,鐵基體作為陽極而受腐蝕,大面積的鈍化膜區作為陰極。腐蝕電池作用使得鋼筋表面產生點蝕,由于大陰極(鈍化膜區)對應于小陽極(鈍化膜的破壞點),坑蝕發展十分迅速。這就是氯離子對鋼筋表面產生以“坑蝕”為主破壞的原因所在。

      ③ 氯離子的陽極去極化作用

      氯離子不僅促成了鋼筋表面的腐蝕電池,而且加速了電池作用的過程。陽極反應過程形成Fe2+,如果生成的Fe2+不能及時搬運走而積累于陽極表面,則陽極反應就會因此受阻;相反,如果生成的Fe2+能及時被搬運走,使得陽極過程就會順利進行乃至加速進行。

      可以看出,Cl只是參與了過程,同時起到了搬運作用,重要的是它在整個過程中并沒有被消耗掉,換言之,凡是進入到混凝土中游離狀態的氯離子,會周而復始地起破壞作用,這也是氯鹽危害的特點之一。

      ④ 氯離子的導電作用

      混凝土中氯離子的存在,強化了離子通路,降低了陰極、陽極之間的電阻,提高了腐蝕電池的效率,從而加速了電化學腐蝕過程。

      ⑤ 氯離子與水泥的作用及對鋼筋銹蝕的影響  

      水泥中的鋁酸三鈣(C3A),在一定條件下可與氯離子作用生成不溶性“復鹽”,當混凝土的堿度降低時,復鹽會發生分解,重新釋放出氯離子。就此而言,復鹽還有潛在危險的一面,保持混凝土的高堿性對于防止復鹽的分解也是非常重要的。

      2.中性化

      空氣中的酸性氣體或液體侵入混凝土中,與水泥石中的堿性物質發生反應,使混凝土中的pH值下降的過程稱為混凝土的中性化過程,由于大氣中均有一定含量的CO2,碳化是最普遍的混凝土中性化過程。

      混凝土碳化的最大危害是會引起鋼筋銹蝕。碳化是一般大氣環境下混凝土中鋼筋脫鈍銹蝕的前提條件,從而影響混凝土結構的耐久性。

       3.凍融

      混凝土凍融破壞分為一般凍融破壞(即水中凍融破壞)和鹽凍破壞,其破壞機理如下:

      (1)混凝土凍融破壞機理

      混凝土在飽水狀態下因凍融循環產生的破壞作用稱為凍融破壞,混凝土處于飽水狀態和凍融循環交替作用是混凝土發生凍融破壞的必要條件。圍繞混凝土凍融破壞機理的研究形成了多種理論,如靜水壓理論、滲透壓理論、水的離析成層理論、充水系數理論、臨界飽水值理論和孔結構理論。

      (2)混凝土鹽凍破壞機理

      混凝土的鹽凍破壞一般是指在凍融循環條件下,由鹽引起的混凝土表面剝蝕破壞,多發生于寒冷地區海洋環境和除冰鹽環境中的混凝土結構??傮w看來,鹽凍對混凝土的破壞要比凍融對混凝土的破壞更加嚴酷。

      4.鋼筋銹蝕

      混凝土中的鋼筋銹蝕屬于電化學腐蝕,根據腐蝕電化學原理,混凝土中鋼筋銹蝕的發生必須具備以下三個條件:

      (1)在鋼筋表面存在電位差,構成腐蝕電池;

      (2)鋼筋表面的鈍化膜破壞,處于活化狀態;

      (3)在鋼筋表面有腐蝕反應所需的水和溶解氧。

      鋼筋銹蝕是導致鋼筋混凝土結構破壞的關鍵因素,混凝土中的鋼筋一旦發生銹蝕,銹蝕產物是原體積的3~4倍,使鋼筋周圍混凝土受到膨脹壓力,造成混凝土保護層出現順筋裂縫,順筋裂縫出現后,鋼筋銹蝕進一步加劇,最終導致混凝土保護層的大片脫落,鋼筋裸露,危及結構安全。

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